Comparación de Distribuciones de Tensiones en Probetas con Estricción

Abstract

El ensayo de tracción simple habitualmente es utilizado para caracterizar las ecuaciones constitutivas de los materiales. En un régimen de grandes deformaciones plásticas esta caracterización
consiste primordialmente en obtener la ley del comportamiento del material expresada como una relación no lineal entre las deformaciones plásticas efectivas y la tensión de fluencia uniaxial.
En una primera fase, en la cual los valores de carga aplicada son tales que no se manifiesta el fenómeno de estricción, es suficiente con obtener el cambio de longitud de la probeta y la tensión axial promedio que se calcula dividiendo la carga por el área transversal de la probeta. Dicha tensión coincide con la tensión uniaxial de fluencia para el caso de deformaciones plásticas.
En una segunda fase, las dos tensiones anteriores no coinciden, ya que se produce la localización de las deformaciones dando lugar a la aparición del cuello y a un estado triaxial de tensiones en el mismo. Para determinar la tensión de fluencia uniaxial, a partir de la tensión axial promedio medida en el ensayo, es necesario aplicar un factor de corrección que permita tener en cuenta los marcados cambios del diámetro en la sección transversal mínima de la probeta. Los dos factores de corrección de tensiones más empleados son los debidos a Bridgman y a Davidenkov-Spiridonova. Sin embargo dichas expresiones
analíticas se derivan mediante ciertas simplificaciones. En general se basan en la medición del radio de curvatura del cuello de la probeta durante la realización del ensayo, lo cual presenta dificultades prácticas.
En el presente trabajo, que es una extensión de publicaciones anteriores del grupo de trabajo de los autores, se simula numéricamente el ensayo de tracción para probetas cilindro circulares con presencia de estricción, empleando para ello elementos finitos triangulares de seis nodos.
En particular, se analizan las distribuciones numéricas de tensión axial media, tensión efectiva y componentes del tensor de tensiones, no sólo en la sección transversal mínima de la probeta sino también en zonas transversales relativamente alejadas de ella, asociadas a los valores de corte máximo y de presión
máxima. Dichas distribuciones numéricas se comparan posteriormente con las analíticas de Bridgman y Davidenkov-Spiridonova.